专利名称：无线传动器的制作方法
无线传动器技术领域[oooii本发明涉及利用于各种搬运机械、工作机械、测量设备、生产用机器人等的、安装了线性电机等的驱动部件的可移动台根据控 制信号自如地在基座部上行走的传动器。
背景技术：
0002以往，已知有相对在基座部上移动自如地被支撑的可移动 台，根据作为目标的控制量可以任意的往复移动的传动器，在各种搬 运机械、工作机械、测量设备、产业用机器人等中广泛应用。作为这 种传动器提出了许多种，但根据对上述可移动台给予推力的构造不同 能够大体上分为2种类型。 一种是在基座部上配设旋转电机、线性电 机等的驱动源，从基座部侧对可移动台给予推进力的类型，另一种是 对可移动台安装上述驱动源，让可移动台相对基座部自行走的类型。
用于把可移动台2相对基座部l推进的驱动部件4并不限 于该压电线性电机40，还可以利用公知的线性同步电机、线性感应电 机、线性步进电机等。此外，也可以这样构成，将用电机给予转动的 驱动轮安装在可移动台2上，在将这种驱动轮按压在基座部1上的同 时，用驱动器电路控制电机的转动。[0022上述驱动器电路41为了驱动压电线性电机40，需要对这 种驱动器电路41提供电能。因此，在基座部1和可移动台2之间设 置非接触供电部件5。该非接触供电部件5由设置在基座部1上的初 级侧构件50、固定在可移动台2的下面的次级侧构件51组成，不让 这些初级侧构件50和次级侧构件51接触，就能够以所谓电磁感应方式在两者间转送电能。如图2所示，上述初级侧构件50将装入铁心 的线圏沿着轨道30的长方向排列，各线圏50相对交流电源并排地连 接。此外，将各线圏50配置成在对它们通电时磁通量相对基座部1 的上面垂直地发生。另一方面，如图5所示，上述次级侧构件51是 在和初级侧构件50相对的位置上固定在可移动台2上的单一的装入 铁心线闺，配置成可移动台2即使在基座部1上移动，也和初级侧构 件50某一个线團相对。[0023如果相对初级侧构件50的各线圏施加交流电压，因为磁 通量在相对基座部1上面垂直方向上发生，所以在和初级侧构件50 的线團相对的次级侧构件51的线團上因法拉第法则而产生电动势， 能够从次级侧构件51的线围中取出交流电压。但是，因为在上述驱 动电路41上需要直流电源，所以如图5的方框图所示，在次级侧构 件51的线圏上连接整流电路52，将交流电压变换为直流电压，在调 整为规定的大小的直流电压后，将该直流电压施加在上述驱动器电路 41上。而且，图5中的箭头表示可移动台的往复运动的方向。0024此外，上迷初级侧构件50跨越基座部1上的可移动台2 的移动路径的全长设置，即使可移动台2在基座部l上移动，也可以 始终从基座部1侧向可移动台2 —侧转送电能，可以相对驱动部件4 的驱动器电路41提供这种电能。可是，因为构成初级侧构件50的多 个线圏重复排列在基座部1上，所以根据在基座部1上的可移动台2 的行走位置，还产生次级侧构件51的线圏和初级侧构件50的线圏未 正对的情况，但通过在上述整流电路52内设置平滑电容器，可以取 出稳定的直流电压。[0025此外，为了提高从基座部l转送到可移动台2的电能量， 作为次级侧构件51也可以将多个线團排列在可移动台2上。[0026另一方面，因为上述驱动部件4的驱动电路41控制压电 线性电机40的动作，所以需要将作为目标的控制量，即涉及可移动 台2的移动方向、移动距离、移动速度等的信息输入到驱动电路41。 这些信息用和可移动台2独立设置的控制单元6作为驱动控制信号生1成，从这种控制单元6进行无线发送。在可移动台2上安装接收上述 驱动控制信号的无线接收部70,将用这种无线接收部70接收到的驱 动控制信号输入到上述驱动器电路41。驱动器电路41根据该驱动控 制信号控制对压电线性电机40的电压的施加。对上述无线接收部70 从上述非接触供电部件5的整流电路52施加直流电压，由此无线接 收部70对无线接收的驱动控制信号进行检波，对上述驱动电路41发 送。[0027图6是表示上述控制单元6的构成的概略的方框图。这种 控制单元6由以下部分构成由用户输入可移动台2的行走指示的用 户接口 60;执行预先存储的规定的程序，根据从上述用户接口 60输 入的可移动台2的行走指示信息生成上述驱动控制信号的MCU (Micro Controller Unit) 61;发送用该MCU61生成的驱动控制信号 的无线发送部62。此外，对该控制单元6输入检测在基座部1上的可 移动台2的行走位置的位置传感器63的输出信号，上述MCU61以由 用户输入的行走指示信息和上述位置传感器63的输出信号为基础生 成驱动控制信号。上述行走指示信息经由作为用户接口 60的键盘输 入。此外，输入的行走指示信息、用上述位置传感器63检测到的可 移动台2的行走位置信息为了由用户确认，可以输出到作为用户接口 60的CRT和液晶显示板等的显示装置。[0028MCU61生成的驱动控制信号从无线发送部62发送，在用 可移动台2的无线接收部70接收后，因为传递到驱动部件4的驱动 电路41，所以上述控制单元6能够作为可移动台2的无线控制器使用。 即，不需要对可移动台2连接用于控制驱动部件4的信号线，可移动 台2即使在其移动距离长的情况下，也不会被信号线困扰，可以沿着 轨道l自如地移动。此时，上述控制单元6可以对基座部1固定，也 可以由用户携带来进行^f吏用。[0029检测基座部1上的可移动台2的行走位置的位置传感器63 例如如图7所示，能够设置在基座部1上的可移动台2的移动路径内 的一处至多处。作为该位置传感器63能够使用光电传感器、磁性传感器、接近传感器等公知的传感器。当可移动台2通过或者到达位置 传感器63的设置位置的情况下，通过反转该位置传感器63的输出信 号，MCU61可以掌握可移动台2的行走位置，据此能够生成驱动控 制信号。0030而后，如果采用以上所述那样构成的传动器，则不需要用 于对安装在可移动台2上的驱动部件4提供电能和驱动控制信号的电 缆，对可移动台2不连接任何电缆，就可以在基座部1上让该可移动 台2自行走。因而，即使可移动台2的移动距离长的情况下，也可以 让可移动台2不拖着电缆平稳地行走。0031特别是因为电能和驱动控制信号在相互分离的状态下提 供给可移动台2的驱动部件4,所以例如如图8所示那样，即使在对 基座部1上的轨道30安装多个可移动台2a、 2b的情况下，也可以一 边共用非接触供电部件的初级侧构件， 一边独立地控制各自的可移动 台2a、 2b的行走，当将该传动器用于搬运装置等的用途的情况下是 非常有益的。此外，在这种情况下，通过将无线发送部62和无线接 收部70之间的发送电波的频率针对每个可移动台不同地设定，还可 以使用1个控制单元6控制多个可移动台2a、 2b。[0032而且，在以上说明的无线传动器的例子中虽然是相对基座 l可移动台2进行直线往复运动，但并不限于此，即使可移动台2在 基座台l上沿着曲线的移动路径行走，或者沿着直线和曲线混合的移 动路径行走也没有问题。[00331此外，在图6所示的方框图中，在用整流电路52将在非 接触供电部件5的次级侧构件51上发生的电动势变换为直流电压后， 对驱动部件4的驱动电路41和无线接收部70直接供给，但如图9所 示，也可以构成为在可移动台2上安装备用的二次电池9。即，其构 成是，对上述整流电路52连接二次电池9，用由非接触供电部件5转 送的电能对该二次电池9充电，另一方面，能够还从该二次电池9对 驱动部件4的驱动器电路41、无线接收部70施加直流电压，如果这 样将备用的二次电池9安装在可移动台2上，始终用非接触供电部件5对它充电，则例如即使因意外的停电从基座部l对可移动台2的电 能转送切断，也可以继续向驱动部件4提供电能，可以自动地进行让 可移动台2退避到基座部1上的初始位置等的处置。[0034另一方面，
图10表示本发明的无线传动器的第2实施方 式的图。在上述的第1实施方式中的构成是，将成为非接触供电部件 5的初级侧构件50的线圏沿着轨道30排列在基座部1上，即使可移 动台2在基座部1上移动的情况下，安装在可移动台2上的次级侧构 件51也始终和初级侧构件50相对。由此，在第l实施方式中，无论 可移动台2向基座部1上的何处行走，都可以从基座部1一侧向可移 动台2—侧转送电能。但是，在沿着轨道30连续地排列了初级侧构 件50下，当可移动台2的移动路径长的情况下在基座部1的制作中 需要时间，存在导致高成本的问题。[0035因而，在图10所示的第2实施方式中的构成是，在可移 动台2上安装二次电池9的同时，只将非接触供电部件5的初级侧构 件50设置在基座部1上的一个至多个特定位置上，当可移动台2停 止在这种特定位置上的情况下，对上述二次电池9充电。此外的构成 和第l实施方式相同。即，针对可移动台2的安装物和使用图9说明 的例子完全相同。[00361如图10所示，与在基座部1上的可移动台2的充电位置 Po对应，在这种基座部1上设置非接触供电部件5的初级侧构件50。 因此，在将可移动台2设定在充电位置Po上时，设置在基座l上的初 级侧构件50和安装在可移动台2上的次级侧构件51相互相对，通过 在初级侧构件50上施加交流电压而在次级侧构件51上发生电动势， 能够经由整流电路52在二次电池9上施加直流电压。由此，可移动 台2停止在充电位置Po的期间可以对二次电池9进行充电。而后，如 果这样对二次电池9充电，则通过从二次电池9对驱动部件4的驱动 器电路41以及无线接收部70提供电能，可以让可移动台2沿着轨道 30从充电位置P。向其他的位置行走。[0037例如，作为在工作机械和搬运装置中的传动器的使用方法，大都为在上述可移动台2上重复进行由特定的工序组成的作业， 在前后的作业的期间大多将可移动台2更改设定为作为原点的初始位 置。此外，即使在作业过程中，也因为对堆积在可移动台2上的搬运 物进行作业，所以大多数情况下这种可移动台2在特定的位置上仅短 时间停止。因此，如果这样将可移动台2在基座部l上频繁停止的一 个至多个位置作为上述充电位置P。，则能够频繁地对安装在可移动台 2上的二次电池9进行充电，可以只用从二次电池提供的电能连续让 可移动台2在基座部1上行走。0038而后，如果采用这样构成的笫2实施方式的无线传动器， 因为通过将非接触供电部件5的初级侧构件50只设置在基座部1上 的一个至多个位置上能够让可移动台2行走，所以和上述的第1实施 方式的传动器比较，基座部l的加工变得容易，可以以低成本制作。00391以下，说明本发明的无线传动器的第3实施方式。虽然在 上述的第1实施方式中将检测可移动台2的行走位置的位置传感器63 设置在基座部1的一个至多个位置，但如果是这样的构成，则只能断 续地掌握可移动台2的行走位置，只能在可移动台2上进行与位置传 感器63的设定位置对应的一种作业。即，为了让可移动台2进行行 走程序不同的作业，需要预先更改位置传感器63的设置位置的步骤。[0040鉴于这种问题，在以下说明的第3实施方式的传动器中的 构成是，如图11所示， 一方面在基座部1上设置标尺，另一方面在 可移动台2上安装读取上述标尺64的编码器65，将编码器65的输出 信号无线发送到控制单元6。0041上述标尺64如光学标尺、磁性标尺等那样只要以规定的 间隔重复，梯状图案连续即可，沿着轨道30固定设置在基座部l上。 上述编码器65固定在可移动台2上，伴随这种可移动台2的移动读 取形成在上述标尺64上的梯状图案，输出与这种梯状图案对应的脉 冲信号。[0042图12是表示可移动台2的安装物的构成的方框图。上述 编码器65安装在可移动台2上，该编码器65的输出信号在控制单元6的MCU61生成驱动控制信号时需要。因此，在可移动台2上设置 无线发送部71，编码器65的输出信号用该无线发送部71向控制单元 6发送。此外，上迷无线发送部71和上述的无线接收部70相互在可 移动台2上构成发送接收机7。用非接触供电部件5的整流电路52形 成的直流电压施加在上述发送接收机7上，由此包含在发送接收机7 中的无线发送部71以及无线接收部70进行工作。可移动台2的安装 物的其它构成和上述第1实施方式一样。即，在非接触供电部件5的 次级侧构件51中发生的电动势被整流电路52变换为直流电压，将该 直流电压施加在驱动器电路41上。驱动器电路41从无线接收部70 接收驱动控制信号，对压电线性电机40施加适宜电压。由此，压电 线性电机40动作，在基座部1上沿着轨道30推进可移动台2。[0043另一方面，图13是表示第3实施方式中的控制单元6a的 方框图。该控制单元6a具备无线接收部66，能够接收从可移动台2 无线发送的编码器65的输出信号。上述无线接收部66和上述无线发 送部62相互在控制单元2内构成发送接收机67。将在无线接收部66 中接收到的编码器65的输出信号读入到MCU61中。编码器65的输 出信号因为是和标尺64的梯状图案对应的脉冲信号，所以MCU61 通过计数该脉冲信号，能够掌握可移动台2的行走距离、行走速度。 此外，和上述第1实施方式一样，对MCU61从用户接口 60输入行走 指示信息，MCU61根据来自无线接收部66以及用户接口 60的输入 信息生成驱动控制信号。而后，在MCU61中生成的驱动控制信号经 由无线发送部62向可移动台2的无线接收部70发送。[0044由此，可以控制可移动台2的驱动部件4的动作，在可移 动台2上没有任何连接电力线和信号线等的电缆类地根据行走指示信 息让可移动台2在基座部1上行走。此外，表示可移动台2的行走距 离以及行走速度的信息因为从该可移动台2向控制单元6a无线发送， 所以如果改变输入到控制单元6a中的行走指示信息，则能够自由地 改变在基座部1上的可移动台2的运动。因此，对基座部l和可移动 台2不进行任何作业，可以对行走程序不同的数种作业让该传动器灵活地应对。[00451图14是表示本发明的无线传动器的第4实施方式的图。 在上述的各实施方式中，使用配设在基座部1上的直线导轨3支撑可 移动台2的运动，对于这种可移动台2以及基座部1安装驱动部件4、 无线接收部70、非接触供电部件5。但是，在本第4实施方式中为了 谋求无线传动器的进一步的小型化，在由轨道80和滑动部件81构成 的直线导轨8自身上组装上述驱动部件4、无线接收部70、非接触供 电部件5。即，直线导轨8的滑动部件81相当于本发明中可移动台， 直线导轨8的轨道80相当于本发明中的基座部。[0046如图14所示，轨道80在其两侧面上具备球滚动行走面82, 滑动部件81经由在上述球滚动行走面82上的多个球(未图示)安装 在该轨道80上。由此，滑动部件81沿着轨道80的长方向可以自如 移动。在上述轨道80的上面的宽度方向的中央上形成在长方向上连 续的沟，在该沟的内部将构成非接触供电部件5的初级侧部件50的 多个线圏排列成一列。另一方面，在滑动部件81上在和上述初级侧 构件50相对的位置上配设有成为非接触供电部件的次级侧构件51的 线圏，滑动构件81即使沿着轨道80移动，该次级侧构件51也连续 和初级侧构件50相对。此外，在滑动构件81上作为驱动部件4安装 压电线性电机40及其驱动器电路41，这种压电线性电机4的驱动脚 的前端与轨道80的上面接触。进而，在滑动构件81上安装将在次级 侧构件51中发生的电动势变换为直流电压的整流电路52、接收从控 制单元6发送的驱动控制信号向上述驱动器电路41发送的无线接收 部70。即，安装在驱动器构件81上的要素是和在图5中安装在可移 动台2上的要素相同。[0047而且，对于可移动台2的无线接收部70发送驱动控制信 号的控制单元6的构成和上述第1实施方式一样，其详细说明省略。0048I因而，在本第4实施方式的无线传动器中，和上述第1实 施方式一样，通过对控制单元6输入可移动台的行走指示信息，直线 导轨8的滑动构件81在轨道80上按照上述行走指示信息往复运动。但是，因为将全部要素组装在直线导轨8的轨道80以及滑动构件81 中，所以与上迷第1实施方式的无线传动器相比构成极其紧凑，例如 当如各种检查装置等那样在比较轻负荷的用途中使用的情况下，能够 有助于这种装置的小型化。[0049此外，在这样将直线轨道自身作为无线传动器构成的情况 下，用图1至图13说明的全部实施方式能够直接适用到直线轨道。 即，可移动台2能够置换为滑动部件，基座部1能够置换为轨道2。 无论哪种情况下，都能够提供极其紧凑的无线传动器。
权利要求
1.一种无线传动器，其特征在于包括基座部(1)，包含沿着规定路径配设的轨道(30，80)；可移动台(2)，包含经由多个球组装到上述轨道上的滑动构件(31，81)、可以沿着上述轨道自由移动；驱动部件(4)，被安装在该可移动台上的同时让该可移动台相对轨道行走；无线接收部(70)，被安装在上述可移动台上的同时接收对上述驱动部件的驱动控制信号；控制单元(6)，在生成上述驱动部件的驱动控制信号的同时向上述无线接收部进行无线发送；以及非接触供电部件(5)，具备设置在上述基座部上的初级侧构件(50)以及设置在可移动台上的次级侧构件51，对安装在上述可移动台上的驱动部件以及无线接收部从基座部侧提供电能。
2. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 上述非接触供电部件(5)的初级侧构件(50)以及次级侧构件(51) 分别由相互相对设置的线圏构件组成，用电磁感应方式从上述 初级侧构件向次级侧构件提供电能。
3. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 上述非接触供电部件(5 )的初级侧构件(50 )设置在基座部(1)上的可移动台(2)的移动路径的全长上。
4. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 在上述可移动台(2)上安装对上述驱动部件以及无线接收部提供电能的二次电池(9)，该二次电池用上述非接触供电部件(5)充 电。
5. 根据权利要求4所述的无线传动器，其特征在于 在基座部(1)上的可移动台(2)的移动路径内设置一处或者多处上述二次电池(9)的充电位置，上述非接触供电部件(5)的初级 侧构件(50)被设置在各充电位置上。
6. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 在上述基座部(1)上设置检测在该基座部上的可移动台(2)的行走位置的位置检测传感器(63)，上述控制单元(6)取入上述位 置检测传感器的输出信号生成驱动控制信号。
7. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 在上述基座部(1)上沿着轨道设置标尺(64)，另一方面在上述可移动台(2)上安装读取该标尺的编码器(65)，进而在上述可 移动台上安装把上述编码器的输出信号发送到上述控制单元(6)的 无线发送部(71),上述控制单元取得经由无线接收部(70)输入的 上述编码器的输出信号生成驱动控制信号。
8. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 在上述基座部(1)上设置沿着同一路径可以自由移动的可移动台(2)，独立地控制这些可移动台的行走。
9. 根据权利要求l所述的无线传动器，其特征在于 将上述驱动部件(4)、无线接收部(70)以及非接触供电部件(5)的次级侧部件(51)组装到上述滑动部件(81)，并且将上述 非接触供电部件(5)的初级侧部件(50)组装到轨道上。
全文摘要
一种无线传动器，可以在可移动台(2)上不连接供电线和信号线地控制在基座部(1)上的可移动台的移动，而且即使设置了多个可移动台的情况下，也可以独立地控制各个移动台，具备基座部(1)，包含沿着规定路径配设的轨道(30，80)；可移动台(2)，包含经由多个球组装到上述轨道上的滑动构件(31，81)、可以沿着上述轨道自由移动；驱动部件(4)，被安装在该可移动台上的同时让该可移动台相对轨道行走；无线接收部(70)，被安装在上述可移动台上的同时接收对上述驱动部件的驱动控制信号；控制单元(6)，在生成上述驱动部件的驱动控制信号的同时向上述无线接收部进行无线发送；以及非接触供电部件(5)，具备设置在上述基座部上的初级侧构件(50)以及设置在可移动台上的次级侧构件(51)，对安装在上述可移动台上的驱动部件以及无线接收部从基座部侧提供电能。
文档编号H02N2/00GK101326706SQ20068004510
公开日2008年12月17日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月30日
发明者大泉智之, 正田和男 申请人:Thk株式会社